供熱管網節能改造及輸熱能效分析

強嘉雯 周楓

摘要：此文簡單闡述了供熱管網現階段運行中具有的不足，并提出了相應的處理措施詳細分析了供熱管網節能改造的相關措施，還研究了供熱管網節能改造后輸熱能效。

關鍵詞：供熱管網;存在問題;優化設計方案

就目前我國供熱分布來看，其主要范圍集中在北方城市，如遼寧省、吉林省、黑龍江省等。不過在供熱管網管理方面，我國存在著一些較大的問題，其主要表現在資源浪費的情況。通過采取合理措施，對目前應用的供熱管網進行節能改造，對于提升整個系統的供熱效率，提高區域居民生活舒適度有著積極的意義。

1 供熱管網目前運行中存在的問題

1.1 水力失調

在供熱管道運行過程中，水力失調屬于常見的應用類問題。所謂水力失調是指在供暖管道運行過程中，由于水壓不平衡導致整個管網結構出現失穩現象。結合以往的應用經驗，在對水力失調進行原因分析時，發現其誘導因素存在著多樣性，主要可以分為以下幾種：①循環水泵沒有按照既定要求進行選擇，由于其運行功率小于規定要求的內容，從而導致管網運行失衡的情況發生;②管網內的用戶數量發生變化，增加或減少都會影響到管網內的流量，從而誘發水力失調的情況;③在供熱管網運行過程中，其熱量數值并不固定，在水熱變化的過程中，由于溫差的情況也會導致水力失調的情況出現[1]。

1.2 熱網失水

與水力失調相類似，熱網失水也屬于常見的供熱管網問題。造成熱網失水的具體原因如下：首先，施工單位在布設熱力管網時，由于焊接技術與安裝技術水平相對較低，從而導致了結構安裝質量較低，無法滿足實際應用的情況，這也增加了后續使用過程中熱網失水情況發生的概率。其次，換熱站在溫度調節方面，沒有及時與相關部門進行溝通，從而導致二次補水過程的進行，這也將引起結構冒水的情況，增加系統本身的人力損失。最后，在管網運行過程中，對于管網的檢修工作落實不到位，很多工作都沒有按照既定要求進行，從而加快了設備老化速度，從而導致熱網失水問題的出現。

2 供熱管網目前運行中存在問題的解決措施

2.1 水力失調問題

首先，就是要在換熱站設定相應標準的是動態壓差調節閥，通過調節閥對于管網中阻力的調節，有效改善管網的水力失調現象。其次，就是要在供熱管網的用戶入口處設置相應的自力式壓差平衡閥以及調節閥，繼而可以在用戶處實時實現流量的調節以及平衡的作用。最后，就是要在供熱管網工作的過程中，合理引入計算機信息技術，通過操作人員對整個網絡系統的構建，方便工作人員對于各處工作狀態以及工作效率實現實時監控，進而能夠對壓差以及流量等指標進行及時調整[2]。

2.2 熱網失水問題

加強現場施工人員的技術水平，同時，還要在熱網施工現場實施嚴格的責任制度，將具體責任落實到個人，還要采用信息化技術手段實現微機監控，及時對失水點進行檢修與維護，繼而保障施工質量的建設。管道的填埋也要符合標準，最小覆土深度也要按照國家標準執行，同時，還要采用符合標準的防護性支撐結構，保障管道的實際運行效果，防止由于負荷量較小出現各種管道因受到擠壓破裂，而出現的各種失水狀況。

3 供熱管網節能改造的相關措施

3.1 優化管徑設計

通過優化管徑設計，可以有效降低水力失調問題的發生概率，從而提高整個系統運行的穩定性。在具體應用過程中，首先，需要對外網的水力情況進行計算，確定最佳的水力參數，通常情況下，可以借助專業計算軟件對相關參數信息進行計算，在完成數據計算之后，還需要借助人工調整的方式，從而實現管網內部水流動態調整，加強近端用戶阻力的作用。其次，結合設計圖紙，對于管網節點的具體位置進行標注，可以在各個管道節點上進行編號，同時還需要結合計算結果標注管道的受壓載荷情況，為后續管徑調整提供科學性的數據參考。最后，做好相應的數據統計工作，結合統計數據對目前管道的回水溫度進行科學設計，將該溫度作為基準數值，以該標準來完成管網運輸過程中的管理工作[3]。

3.2 管網系統的平衡設計

目前供熱管網的主要熱量來源是煤炭燃燒產生的熱量，隨著社會經濟的快速發展，煤炭的存儲量也在快速減少，為了更好地滿足供熱需求。需要做好相應地平衡設計工作，在具體操作過程中：①考慮到原有供熱管網系統中，節流孔板和閘閥的可控性相對較低，對此在平衡設計過程中，需要對節流孔板進行調整，平衡其運行功能，從而有效改善供熱官網系統的運行情況;②可以利用平衡閥來取代以往的閘閥或截止閥，相較于原有結構，平衡閥會與智能測壓設備進行關聯，監督閥門前后的壓差情況，根據壓差情況進行閥門運行情況的調整，從而提高系統應用的穩定性。需要注意的是，為了確保系統運行的可靠性，需要做好安全管理工作，不允許他人隨意調整閥門，提高結構運行的可靠性。

3.3 平衡閥閥門開度設計

通過合理調整平衡閥閥門開度，可以穩定整個供熱管網運行的穩定性，降低運行失調問題的發生概率。在具體操作過程中，平衡閥的型號選擇應滿足既定的使用要求，在選擇過程中，主要考慮的因素在于閥門直徑、通過流量、壓差等內容，綜合考慮各類因素之后，選擇最合適比例的平衡閥閥門。同時需要在合適的位置處設置截止閥與閘閥結構，確保每個節點所選擇閥門結構材料的統一性。而且還需要對閥門流量和前后的壓差情況進行分析，查看其是否滿足公式Q=KΔP。其中：Q-閥門通過流量;K-閥門流量系數（為定值常數）;ΔP-閥門應用過程中前后的壓差。若結構滿足該公式，則表面結構滿足應用需求[4]。

3.4 管網敷設方式改造

通過加強管網敷設方式改造，可以提高管網使用壽命，減少維護成本的經濟支出。在具體應用過程中：①在保溫材料選擇方面，應結合具體應用環境情況來進行選擇，如在潮濕環境中，應選擇防水性能與保溫性較強的材料作為主施工材料，從而降低供熱成本;②結合區域實際情況來選擇合理的管道敷設方式，并且需要積極引進新型材料，如泡沫保溫材料、鋼管結構等，從而提升系統運行過程所帶來的企業經濟效益與基礎社會效益。

4 供熱管網節能改造后輸熱能效分析

①傳輸溫度分析。經過節能改造之后，位于溝壑位置的供熱管道，在冬季下雪天氣后，覆蓋在上方的積雪融化速度較慢，利用溫度計測量表面溫度，只是略高于外界溫度，這也意味著在供熱管網工作的過程中，并沒有過多熱量的損失;②傳輸效率分析。從抽樣調查結果來看，經過節能改造后的供熱管網，其供熱傳輸效率也有了大幅度提升，結算當月耗煤量，同比上月下降了13.52%，這也意味著管網的傳輸效率得到了大幅度提升[5]。

5 結語

綜上所述，優化管徑設計，可以有效降低水力失調問題的發生概率，完成管網系統的平衡設計，可以提高整個系統運行的節能性，合理調整平衡閥閥門開度，可以穩定整個供熱管網運行的穩定性，加強管網敷設方式改造，可以提高管網使用壽命。

參考文獻：

[1]張夢，王春青.供熱管網節能改造及輸熱能效分析[J].節能，2019，38（01）：113-114.

[2]孫志勇.供熱管網節能改造技術探究[J].住宅與房地產，2018（15）：285.

[3]馮麗潔.某城市集中供熱系統余熱回收節能改造方案[J].節能，2018，37（04）：52-55.

[4]劉馨，王晨辰，馮國會，梁傳志，尹澤開，李宗翰.嚴寒地區典型城市既有非節能居住建筑節能改造效果分析[J].建筑科學，2017，33（12）：57-63.

[5]劉馨，王晨辰，馮國會，梁傳志，王梽煒.嚴寒地區典型城市既有非節能居住建筑采暖能耗與節能潛力研究[J].沈陽建筑大學學報（自然科學版），2017，33（06）：1072-1079.